酚试剂分光光度法测室内甲醛

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1、酚试剂分光光度法测定室内甲醛实验报告班级： 130223学号： 13022103姓名：董子薇一、实验目的1）测定空气中甲醛浓度，掌握酚试剂分光光度法测甲醛原理；2）学会配置硫酸铁铵、酚试剂、标定甲醛等技能；3）学会使用分光光度计。二、实验原理酚试剂，化学名称为盐酸-3-甲基-2-苯并噻唑酮腙，分子式为 C6H4SN（CH 3）CNNH 2 HCI，简称MBTH。酚试剂可与甲醛发生缩合反应（酚试剂作为甲醛 吸收剂，显色剂）。（该方法当采样体积为 10L时，测定浓度下限范围为 0.01mg/m 30.015 , mg/m 3）甲醛在纯水中很不稳定，当在0.005%酚试剂吸收液中则可稳定20h，故甲

2、醛标准稀溶液选用含0.005%酚试剂的吸收液配制。空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪（A ）,嗪与酚试剂的氧化物（B）在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物，颜色深浅与甲醛含酚试剂蓝绿色H3C+出0酚试剂(A)+(B)N NH 2+Fe3OTCH3蓝绿色化合物量成正比，通过比色定量。反应方程式如上：注意：酚试剂是过量的，其某一部分吸收甲醛形成 A，剩下的酚试剂在高铁离子的氧化作用下，形成中间体 B，A与B发生1:1定量加成反应，形成了蓝绿色的二缩合甲醛-3-甲基-2-苯并噻唑酮腙。作为氧化剂的硫酸铁铵在该反应中也是过量的，而且氧化反应和加成反应都需要一定的时间，这就是为什么酚试剂吸收甲醛，在加

3、入硫酸铁铵后要等待15mi n后再测定的原因。三、试验用试剂说明：本法中所用水均为重蒸馏水或去离子交换水，所用试剂纯度一般为分析纯度。吸收液原液：称量 0.05g酚试剂，加水溶解，倾于50mL容量瓶中，加去离子水至刻度。置于冰箱中保存，可稳定三天；（酚溶液浓度0.001g/ml ）吸收液：量取吸收原液 5mL，加95mL去离子水。采样时临用现配；（酚溶液浓度5x10?5g/ml , i.e.0.005% ）1%硫酸铁铵溶液：称量1.0g硫酸铁铵NH 4Fe（SO4）2 12H 2O用O.1mol/L 盐酸溶解（最大的吸收峰值的位置为盐酸溶液浓度为0.1mol/L 时），并稀释至100mL ;（

4、0.01g/ml,i.e.1%）（4）甲醛标准贮备溶液：可取 0.28mL含量为36%38% 甲醛溶液，放入1L容量瓶中， 加蒸馏水稀释至刻度，此溶液1mL约相当于1mg甲醛，其准确浓度用碘量法标定：精确量取甲醛标准贮备溶液 20.00mL，置于250mL碘量瓶中，加20mL0.5mol/L 碘溶 液和15mL1mol/L 氢氧化钠溶液，放置15min，加入20mL0.5mol/L 硫酸溶液，再放置15min，用0.05mol/L硫代硫酸钠溶液滴定至淡黄色，加0.5%淀粉溶液1mL，继续滴定至蓝色刚好褪去，记录消耗体积 V，同时用水作试剂空白滴定。反应原理：甲醛溶液中，加碱液使溶液呈碱性后，加

5、入一定量过量的碘标准溶液，甲醛被氧化：HCHO + I2 + 3NaOH = HCOONa + 2Nal + 2H2O放置15分钟，待反应完全后，用硫酸酸化，以淀粉为指示剂，用 Na2S2O3标准溶液滴定过 量I2 :I2 + 2Na 2S2O3 = 2NaI + Na 2S4O6按下式（*）计算浓度：(*)V V2M 1520式中：C甲醛标准贮备溶液中甲醛的浓度，mg/ml ；V1滴定空白时消耗硫代硫酸钠溶液体积，ml ；V2滴定甲醛溶液时消耗硫代硫酸钠溶液体积，ml ；M 硫代硫酸钠标准溶液的当量浓度;15 甲醛的当量。20 所取甲醛标准贮存液的体积，ml 。消耗硫代硫酸钠溶液体积 V2(

6、ml)5.2空白溶液消耗硫代硫酸钠溶液体积V (ml )19.7甲醛溶液浓度(mg/ml )1.108二次平行滴定，误差小于 0.05ml,否则重新标定。(5)甲醛标准溶液： 临用时，从甲醛标准贮备溶液中移取0.9ml溶液，倾于100ml容量瓶中，定容至刻度线；立即再取此溶液10.00ml ，加入100mL容量瓶中，加入 5mL吸收原液，用水定容至 100ml (此溶液1.00ml含1.00甲醛)，放置30min后，用于配制 标准色列管(此标准溶液(标准工作液)可稳定 24h)。(5)上面用到的试剂： 碘溶液 C(1/2I 2)=0.010mol/L。碘贮备液，C (1 2) =0.1mol/

7、L :称取 1.27g 碘(12)于烧杯中，加入 4g碘化钾和去离子水，搅拌至完全溶解后，用水稀释至100mL,贮于棕色细口瓶中，暗处贮存。碘溶液C(1/2I 2)=0.010mol/L :量取碘贮备液25mL，用水稀释至250mL，贮于棕色容量瓶中。 1mol/L 氢氧化钠溶液： 称量4g氢氧化钠，溶于水中，稀释至 100mL ; 0.5mol/L 硫酸溶液：取2.8mL浓硫酸缓慢加入水中，冷却后稀释至100mL ;碘酸钾标准溶液C(1/6KI03)=0.1000mol/L:准确称量0.35667g 经105 C烘干2小时的碘酸钾(优级纯)，溶解于水，移入100ml容量瓶中，再用水定溶至 1

8、00ml。0.1mol/L 盐酸溶液：量取0.82ml浓盐酸加水稀释至 100ml。硫代硫酸钠标准溶液C( Na2S2O3)=0.1000mol/L:配制方法：硫代硫酸钠贮备 溶液，C( Na 2S2O3) =0.10mol/L :称取 25.0g 硫代硫酸钠(Na 2S2O35H 2O)溶解于 1000mL新煮沸并已冷却的水中，加0.20g无水碳酸钠，贮于棕色细口瓶中，放置一周后标定其浓度，若溶液呈现浑浊，过滤后使用。标定方法：吸取0.1000mol/L 碘酸钾溶液 25.00mL ,置于250mL碘量瓶中，力口 75mL新煮沸并已冷却的水和3g碘化钾，振摇至完全溶解后，加0.1mol/L盐

9、酸溶液10mL，立即盖好瓶塞，摇匀。于暗处放置3min后，用0.10mol/L 硫代硫酸钠贮备溶液滴定至淡黄色，加淀粉溶液 1mL，继续滴定至蓝色刚好褪去，记录消耗的硫代硫酸钠贮备溶液的体积V，按下式(*)计算浓度:C Na2S2O30.1000 10.00V(* )式中：C ( Na 2S2O3)硫代硫酸钠贮备溶液的浓度,mol/L ;V滴定消耗硫代硫酸钠溶液体积，ml。平行滴定所用去的硫代硫酸钠溶液体积之差应不超过0.05ml 0否则重新标定。:取标定后的0.1mol/L 硫代硫酸硫代硫酸钠标准溶液C ( Na2S2O3) =0.1000mol/L钠贮备溶液50mL，置于500mL容量瓶中

10、，用新煮沸并冷却的水稀释至标线，摇匀，贮于 棕色细口瓶中。滴定消耗硫代硫酸钠溶液体24.5积（ml）硫代硫酸钠贮备溶液的浓度（mol/L）0.1020.5%淀粉溶液：将0.5g可溶性淀粉，用少量水调成糊状后，再加入 100ml沸水,并煮沸23min 至溶液透明。冷却后，加入0.1g水杨酸或0.4g氯化锌保存;四、仪器及设备（1 ）大型气泡吸收管：出气口内径为 1mm，出气口至管底距离等于或小于5mm ；（2 ）分光光度计： 在630nm测定吸光度；（3） 恒流采样器：流量范围 0 1L/min ;（流量稳定可调，恒流误差小于2%，采样前和采样后使用皂膜流量计校准采样器的流量，误差应小于5% ;

11、）（4）具塞比色管：10mL ;五、采样1. 标准我国国家标准居室空气中甲醛的卫生标准（GB/T16127-1995 ）规定：居民空气中甲醛的最高容许浓度为 0.08 mg/立方米。酚试剂分光光度法（GB/T18024.26 2000 ）中建议的采样时间是20min。用一个内装5ml吸收液的大型气泡吸收管，以0.5 L/min的流量，采气10L，并记录采样时采样点的温度和大气压力（采样后样品在室温下应在24h内分析）2. 标准曲线的绘制：取 10mL具塞比色管，按表1配制标准系列。1甲醛标准系列口 吕号标准工作液/ml吸收液/ml甲醛含量/（ig00.05.000.0010.104.900.1

12、020.204.800.2030.404.600.4040.604.400.6050.804.200.8061.004.001.0071.503.501.5082.003.002.00六、分析步骤采样后，将5ml样品溶液全部转入 10ml比色管中，向各管中加入 0.4mL的1%硫酸铁铵溶液，摇匀，室温下显色30分钟。用10mm比色皿，在630nm 波长下，以水作参比（未采样5ml的吸收液做试剂空白）。以甲醛含量为横座标，吸光度为纵座标，绘制曲线，并计算回归斜率，以斜率倒数作为样品测定的计算因子Bg（微克/吸光度）。采样后，将样品溶液全部转入比色管中，用少量吸收液洗吸收管，合并使总体积为5ml，

13、加入0.4ml硫酸铁铵溶液，显色 15min。测定吸光度（A）;在每批样品测定的同时，用 5ml未采样的吸收液作试剂空白，测定试剂空白的吸光度（A0）。七、结果可靠性分析标准工作曲线2.00甲醛含量 / g/5ml0.000.100.200.400.600.801.50吸光度Abs0.0000.0170.0530.1380.2040.2900.5390.721甲醛含量測定标准工作曲线=0. 3669x - 0, 0116 R2 = 0. 9992| - |测试养点甲醛含量01. 800 0. 600六、結果计算4吸光度线性吸光度)蛊豪蜜将采样体积换 0.2000. 0000. 40-7. 20

14、01-甲醛浓度/呃/5ml0.07100.0160.34500.117Uc0.024508085标准偏差0.71标准误差S值0.00788Sxx0.366949待测值C值0.345C=0.3450 X10 ? 710=0.00345mg/m30.08 mg/m 3结果可靠性分析：1. 采样体积引入的相对不确定度Urel ( V 0 )；采样器流量引入的相对不确定度Urel ( Q ),Q C - 1型采样器流量误差W5%,按矩形分布，k = 3 ； urel(Q )=5%/ V3=0. 0 28 9;ii. 采 样 器 时 间 定 时 引 入 的 相 对 不 确 定 度 u r e l ( T

15、 )Q C - 1型气采样时间误差 WI%,按矩形分布，k = 3, urel ( T )=1%/ V3= 0. 00 5 7;iii. 温度计测量引入的相对不确定度 urel ( t )-10100 C温度计大气误差为土 1C,按矩形分布,k = 3, urel ( t ) =1 / V3/( 27 3 + 25)=0.0019;综上 , 采样体积引入的相对不确定度 urel ( V 0 )= V( 0.02892+0.00572+0.00192)=0.02952. 制备10曲/ m l甲醛标准溶液引入的不确定度urel ( 标准 )i. 容量瓶引起的标准不确定度标准溶液定容用容量瓶 1 0

16、0 m l ( A 级 ) , 其相对标准不确定度为 0. 000 577( 国家 技术监督局 )ii. 硫代硫酸钠标准溶液的不确定度可由标准溶液证书得到 , 按矩形 分布计算 , 标准不确定度为 : 0. 00015/ V3 = 0 .000 0 87, 其相对标准不确定度为 : 0. 000087 / 0 . 1099 = 0 . 000792。iii. 甲醛标准溶液的不确定度标定时两次平行滴定的体积偏 差为 0 . 03 m l , 标定 液的体积约为 20 m l ,可按三角分布计算 , 标定的标准不确定度为 0. 003 / 6 = 0 . 012,其相对标准不确定度为 : 0 .0

17、12/20 = 0. 00061 。合成上述分量得标准溶液制备引起的总的相对标准不确定度为:urel ( 标液 ) =V( 0.000 57 2+0.000792 2+0.00061 2)=0.001153. 标定曲线不确定度：urel =.02451分光光度计吸光度读数相对不确定度 分光光度计吸光度分辨率为 0. 0 01A , 因此其量化误差不确定度 : urel ( 仪) =0 .001/ V 3 -0. 3 17 5 = 0. 00 1 82。综上，空气样品中甲醛检测结果的相对标准不确定度为 : u rel(c)= V(0.0295 2+0.00115 2+0.2451 2+0.001

18、82 2)=0.2568 甲醛浓度测定的标准不确定度 : 因采样 10 L , 那么样品浓度为 0.0275 m g / m3合成标准不确定度为u c ( c ) = 0.0275 X 0.2568=0 .01926m g / m 3.测定结果 : 本例空气中甲醛浓度为 ( 0 . 003450.01926) m g / m 3.讨论 ：由于实验测得的空气内甲醛浓度较小， 所以其相对不确定度较高， 归结为标准曲 线相对不确定度稍大。而该室内空气中甲醛不致对人体健康造成损害。八、注意事项：(1 )绘制标准时与样品测定时温差不超过20 C；( 2)标定甲醛时， 在摇动下逐滴加入 30% 氢氧化钠溶

19、液， 至颜色明显减退， 再摇片刻， 待退呈淡黄色，放置应褪至 无色？ 若见加入过量，则 5ml 盐酸溶液( 1:5 )不足以使溶液酸 化；( 3)当与二氧化硫共存时，会使结果偏低，可以在采样时，使气体先通过装有硫酸锰 滤纸的过滤器，排除干扰。九、参考文献：1 2 3 4 5 GB/T16127-1995C N A S - C L 07,C N A S - G L 05J J F1059 -1 999,居室空气中甲醛的卫生标准测量不确定度评估和报告通用要求测量不确定度要求的实施指南测定不确定度评定与表示倪蓉 , 杨龙彪 , 张燕 . 比色法测定空气中三氧化铬的不确定度 J . 中 国卫生检验杂志 , 2005 , 15 ( 8) : 975 .